尿素制备设备的制作方法

本实用新型属于化工应用设备技术领域，具体地，涉及一种尿素制备设备。

背景技术：

普通尿素产品在国内供大于求，国内、国外市场走低，尿素亏损严重。面对竞争激烈的供应市场，在价格持续走低的情形下，普通的尿素几乎没有竞争力。在肥力较差的土壤上施用尿素可以使土壤肥力提高，但它的养分不全面，需要补充其他养分的肥料，达到新的养分平衡，才能实现作物增产增收的效果。因此，通过开发增效尿素，补充所缺的其他元素，增加土壤的保肥供肥能力，长期使用改良土壤，并且可以促进作物根粗苗壮，不倒伏，提升产品竞争力，提高尿素的附加值。

由于尿素易溶于水，容易受潮湿、强光照射等影响产生溶解的现象，现有的普通生产尿素的装置，在生产尿液后，需要将增加尿素颗粒强度的甲醛与尿液进行混合，以增加尿素的强度。众所周知，甲醛具有刺激性气味，达到一定浓度时，对人体健康造成危害。而且生产出的尿素还是缺少使土壤增肥的元素，导致产品没有竞争力。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种尿素制备设备，以解决现有尿素制备设备制备的尿素增加甲醛保证尿素强度时对人体造成一定的伤害，且又无法提供足够养分以实现作物增长增效的问题。

本实用新型提供的尿素制备设备，包括第一反应器，所述第一反应器用于将液氨与二氧化碳反应生成尿素溶液，所述尿素制备设备还包括第二反应器，所述第二反应器用于生成螯合态的聚谷氨酸溶液，所述第二反应器具有第一出料口，所述螯合态的聚谷氨酸溶液从所述第一出料口进入到第一反应器。

进一步地，所述第二反应器为反应釜。

进一步地，所述反应釜的数量至少为两个。

进一步地，所述反应釜分为进料区、反应区以及出料区，所述进料区包括有第一进料口和第二进料口，所述第一进料口用于投入固体元素进入到所述进料区，所述第二进料口用于投放聚谷氨酸水剂进入到所述进料区；

所述出料区包括有第一出料口和第二出料口，所述第一出料口用于将反应区内的生成物输送至所述第一反应器，所述第二出料口用于将所述反应区底部的物料排出。

进一步地，所述进料区设置有监控系统，所述监控系统用于监控所述进料区内的固体元素以及聚谷氨酸水剂的配比，并将信号传输至分布式控制系统控制系统。

进一步地，所述反应区包括有搅拌桨，所述搅拌桨用于加快所述反应区内的反应速度。

进一步地，所述尿素制备设备包括多个第一管道，所述第一管道用于连通所述第二反应器的第一出料口与所述第一反应器；

所述第一管道设置有开口，所述开口用于在所述第二反应器停止工作时排空所述管道内的物质。

进一步地，所述尿素制备设备包括第二管道，所述第二管道用于连通多个所述第一管道。

进一步地，所述第二管道设置有阀门，所述阀门用于控制多个所述第一管道之间的通闭状态。

进一步地，所述尿素制备设备还包括至少两个计量泵，所述计量泵分别设置在第一管道上，所述计量泵用于计量通入所述第一反应器内的剂量。

本实用新型提供的尿素制备设备，包括第一反应器，所述第一反应器用于将液氨与二氧化碳反应生成尿素溶液，所述尿素制备设备还包括第二反应器，所述第二反应器用于生成螯合态的聚谷氨酸溶液，所述第二反应器具有第一出料口，所述螯合态的聚谷氨酸溶液从所述第一出料口进入到第一反应器。现有的尿素的制备主要通过液氨与二氧化碳进行反应后，与甲醛混合，进行尿素的制备，由于甲醛具有刺激性气味，在达到一定浓度时对人体造成伤害，而且制备出的尿素提供给作物的养分也不足，无法改善土壤肥力不足的问题，不能实现作物增产增收的效果。本实用新型提供的制备尿素装置还包括第二反应器，第二反应器内输入聚谷氨酸水剂，所述聚谷氨酸水剂在所述第二反应器内生成螯合态的聚谷氨酸溶液，螯合态的聚谷氨酸溶液与所述液氨与二氧化碳的反应生成的尿素溶液混合后，既可以保证尿素的强度，又可以补充现有尿素不足的养分。将螯合态的聚谷氨酸溶液与尿素溶液混合，再进行尿素的造粒过程，可以实现尿素增肥增效的效果，增加尿素的附加值。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的尿素制备设备的第二反应器的示意图；

图2为本实用新型实施例提供的尿素制备设备的反应釜示意图；

图3为本实用新型实施例提供的尿素制备设备的第一管道的示意图；

图4为本实用新型实施例提供的尿素制备设备的示意图。

图标：1-第一反应器；2-第二反应器；3-反应釜；4-第一管道；5-第二管道；6-计量泵；30-进料区；31-反应区；32-出料区；40-开口；50-阀门；300-第一进料口；301-第二进料口；302-监控系统；310-搅拌桨；320-第一出料口；321-第二出料口。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型提供了一种尿素制备设备，下面给出实施例对本实用新型提供的尿素制备设备进行详细描述。

图1为本实用新型实施例提供的尿素制备设备的第二反应器的示意图，图2为本实用新型实施例提供的尿素制备设备的反应釜示意图，图3为本实用新型实施例提供的尿素制备设备的第一管道的示意图，图4为本实用新型实施例提供的尿素制备设备的示意图，如图1-4所示，本实用新型提供了一种尿素制备设备，包括第一反应器1，所述第一反应器1用于将液氨与二氧化碳反应生成尿素溶液，所述尿素制备设备还包括第二反应器2，所述第二反应器2用于生成螯合态的聚谷氨酸溶液，所述第二反应器2具有第一出料口320，所述螯合态的聚谷氨酸溶液从所述第一出料口320进入到第一反应器1。现有的尿素的制备主要通过液氨与二氧化碳进行反应后，与甲醛混合，进行尿素的制备，由于甲醛具有刺激性气味，在达到一定浓度时对人体造成伤害，而且制备出的尿素提供给作物的养分也不足，无法改善土壤肥力不足的问题，不能实现作物增产增收的效果。本实用新型提供的制备尿素装置还包括第二反应器2，第二反应器2内输入聚谷氨酸水剂，所述聚谷氨酸水剂在所述第二反应器2内生成螯合态的聚谷氨酸溶液，螯合态的聚谷氨酸溶液与所述液氨与二氧化碳的反应生成的尿素溶液混合后，既可以保证尿素的强度，又可以补充现有尿素不足的养分。将螯合态的聚谷氨酸溶液与尿素溶液混合，再进行尿素的造粒过程，可以实现尿素增肥增效的效果，增加尿素的附加值。

具体地，原有的用于输送甲醛的液体储存平台也可以直接改为聚谷氨酸水剂的输送平台，可以直接将聚谷氨酸水剂由第二反应器2的上端输送至第二反应器2内。

进一步地，所述第二反应器2为反应釜3。由于第二反应器2内的聚谷氨酸水剂需要生成螯合态的聚谷氨酸溶液，需要保证第二反应室内的温度在70-80摄氏度一个小时，因此选用第二反应器2为反应釜3，反应釜3能实现加热的工艺要求，并且耐酸、耐高温、耐磨损、抗腐蚀。并且反应釜3可以操作温度，实现温度的调节。

进一步地，所述反应釜3的数量至少为两个。由于第二反应器2内的聚谷氨酸水剂需要一段时间才能生成螯合态的聚谷氨酸溶液，因此所述第二反应器2至少包括两台反应釜3，至少一台所述反应釜3用于进行螯合态的聚谷氨酸溶液的制备过程，至少一台所述反应釜3用于螯合态的聚谷氨酸溶液的输出，实现了可以持续将输入螯合态的聚谷氨酸溶液输入第一反应器1内，保证生产的尿素既保证足够的强度，又具有足够的养分，具有较高的附加值。值得一提的是，所述至少两个反应釜3之间连通，可以在需要较高浓度的辅助生成物时，在两个反应釜3内的聚谷氨酸水剂都已经生成了螯合态的聚谷氨酸溶液时，可以同时将所述两个反应釜3内的辅助生成物输送至反应器内。

进一步地，所述反应釜3分为进料区30、反应区31以及出料区32，所述进料区30包括有第一进料口300和第二进料口301，所述第一进料口300用于投入固体元素进入到所述进料区30，所述第二进料口301用于投放聚谷氨酸水剂进入到所述进料区30；由于需要投放的固体元素为一水硫酸锌、硼酸等，因此在反应釜3的第一进料口300处设置有电动葫芦，通过电动葫芦将所需的硫酸锌、硼酸等固体元素添加到反应釜3内的第一进料口300。在需要向反应釜3内添加聚谷氨酸水剂时，即打开所述液体槽平台与反应釜3之间的连通阀；而且液体槽平台可以同时与至少两个反应釜3同时连通，可以通一个共同的液体槽平台向反应釜3内添加聚谷氨酸水剂，对生产装置能进行更有效的使用和规范的放置。所述聚谷氨酸水剂与固体元素通过不同的进料口通入，对于固液体的添加放置更加规范，避免造成元素不能同时通入的问题的发生。并且通入的固体元素硫酸锌、硼酸等在反应釜3内经过螯合反应，再与尿素溶液混合，增强尿素的使用效果，附加值更高。

所述出料区32包括有第一出料口320和第二出料口321，所述第一出料口320用于将反应区31内的螯合态的聚谷氨酸以及螯合态的微量元素输送至所述第一反应器1，所述第二出料口321用于将所述反应区31底部的物料排出。聚谷氨酸水剂以及固定微量元素在反应釜3的反应区31进行反应，当反应完全生产螯合态的聚谷氨酸以及螯合态的微量元素状态，再将其与第一反应室内的尿素溶液混合，因此设置有第一出料口320用于将反应区31内的螯合态的聚谷氨酸以及螯合态的微量元素投入到所述第一反应器1；聚谷氨酸水剂以及固定微量元素在进入反应釜3进行螯合反应前，需要清空反应釜3底部的物料，避免之前在反应釜3内生成螯合态的聚谷氨酸以及螯合态的微量元素没有排除，造成阻塞，因此有第二出料口321用于将反应区31底部的物料排除，避免影响反应釜3的再次生成以及输出。

具体地，螯合态的聚谷氨酸混合溶液与浓氨磷酸中和反应的生成物混合，生产出的尿素掩埋于土壤中时，会在根株根毛表层形成一层薄膜，不但具有保护根毛的功能，更是土壤中养分、水分与根毛亲密接触的最佳输送平台，能很有效率的提高肥料的溶解、存储、输送与吸收，组织硫酸根、磷酸根、草酸跟与金属元素产生沉淀作用，使作物能更有效的吸收土壤中磷、锌等微量元素，促进作物根系的发育，加强抗病性。

具体地，反应区31分别设置有进口，且多个所述进口相连，所述进口用于通入所述反应区31预热的蒸汽。由于反应釜3的反应室内进行螯合反应，需要保证温度是在70-80℃，因此在通入辅助反应物进入到反应室前，需要对反应釜3的反应室进行预热，因此在反应区31设置有进口，且多个所述进口相连，可以只通过一个蒸汽出口将蒸汽通入到多个反应区31的进口，避免需要更多的辅助设备。

进一步地，进料区30设置有监控系统302，所述监控系统302用于监控所述进料区30内的聚谷氨酸水剂以及固定微量元素的配比，并将信号传输至分布式控制系统。所述监控系统302可以为液位监控系统302，用于监控加入到反应釜3的进料区30的聚谷氨酸水剂，并且通过液位监控系统302将信号传给分布式控制系统，分布式控制系统通过加入的聚谷氨酸水剂以及固定微量元素的剂量以及在反应釜3内生成的螯合态的聚谷氨酸以及螯合态的微量元素剂量以及第一反应器1内尿素溶液的剂量，进行各个环节的调节，使各自需要的都能满足生成需求，并且采用控制、显示、操作集中，操作者可以观看显示频，查看各个环节的反应情况。

具体地，分布式控制系统是以分散控制系统以微处理器为基础，采用控制功能分散、显示操作集中、兼顾分而自治和综合协调的设计原则的新一代仪表控制系统。

具体地，反应区31包括有搅拌桨310，所述搅拌桨310用于加快所述反应区31内聚谷氨酸水剂以及固定微量元素的反应速度。反应釜3的反应区31进行螯合反应，由于通过所述进料区30的有固体和液体，因此设置有搅拌桨310，有助于将所述固体微量元素与聚谷氨酸水剂更快的融合生成螯合态的聚谷氨酸以及螯合态的微量元素。

进一步地，尿素制备设备可以包括多个第一管道4，所述第一管道4用于连通所述反应釜3的第一出料口320与所述第一反应器1。第一管道4用于输送螯合态的聚谷氨酸以及螯合态的微量元素至第一反应器1内，进入下一步工艺流程。第一管道4可以设置有开口40，所述开口40用于在所述第二反应器2停止工作时排空所述管道内的物质；所述开口40处设置有控制开关，控制开关用于控制所述开口40的开闭状态。由于第一管道4用于输送在反应釜3内螯合态的聚谷氨酸以及螯合态的微量元素至第一反应器1内，在反应釜3内的反应完成后，需要清理干净管道，以下次进行使用，于是在第一管道4设置有开口40，所述开口40用于排除管道内的物质的出口；所述开口40的开闭情况可以通过控制开关来进行控制。

进一步地，尿素制备设备可以包括第二管道5，所述第二管道5用于连通多个所述第一管道4。所述至少两个反应釜3之间连通，即通过第二管道5进行连通，可以在需要较高浓度的辅助生成物时，在两个反应釜3内都已经生成了螯合态的聚谷氨酸以及螯合态的微量元素时，可以同时将所述两个反应釜3内的辅助生成物输送至反应器内。

进一步地，第二管道5可以设置有阀门50，所述阀门50用于控制多个所述第一管道4之间的通闭状态。当需要可以在需要较高浓度的螯合态的聚谷氨酸以及螯合态的微量元素时，在两个反应釜3内的辅助反应物都已经生成了螯合态的聚谷氨酸以及螯合态的微量元素时，需要同时将所述两个反应釜3内的辅助生成物输送至反应器内，可以打开阀门50，但是在不需要两个反应釜3同时通入时，可以立刻关闭。

进一步地，所述尿素制备设备还包括至少两个计量泵6，所述计量泵6分别设置在第一管道4上，所述计量泵6用于计量通入所述第一反应器1内的剂量。由于要将第二反应器2生成的螯合态的聚谷氨酸以及螯合态的微量元素与第一反应器1内的尿素溶液混合，因此在所述第二反应器2与所述第一反应器1的连通通道上设置有计量泵6，可以精确的确定所述第二反应器2生成的螯合态的聚谷氨酸以及螯合态的微量元素的剂量，并且可以根据第一反应器1内尿素溶液的量，控制多少剂量的螯合态的聚谷氨酸以及螯合态的微量元素需要与多少剂量的尿素溶液混合。

综上所述，本实用新型提供了一种尿素制备设备，包括第一反应器1，所述第一反应器1用于将液氨与二氧化碳反应生成尿素溶液，所述尿素制备设备还包括第二反应器2，所述第二反应器2用于生成螯合态的聚谷氨酸溶液，所述第二反应器2具有第一出料口320，所述螯合态的聚谷氨酸溶液从所述第一出料口320进入到第一反应器1。现有的尿素的制备主要通过液氨与二氧化碳进行反应后，与甲醛混合，进行尿素的制备，由于甲醛具有刺激性气味，在达到一定浓度时对人体造成伤害，而且制备出的尿素提供给作物的养分也不足，无法改善土壤肥力不足的问题，不能实现作物增产增收的效果。本实用新型提供的制备尿素装置还包括第二反应器2，第二反应器2内输入聚谷氨酸水剂，所述聚谷氨酸水剂在所述第二反应器2内生成螯合态的聚谷氨酸溶液，螯合态的聚谷氨酸溶液与所述液氨与二氧化碳的反应生成的尿素溶液混合后，既可以保证尿素的强度，又可以补充现有尿素不足的养分。将螯合态的聚谷氨酸溶液与尿素溶液混合，再进行尿素的造粒过程，可以实现尿素增肥增效的效果，增加尿素的附加值。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。